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虛擬電廠:“建起來”更要“用起來”

2026-08-13 08:50:26 科技日報   作者: 記者 沈 唯  

在位于廣東省深圳市的福田中心區,5棟寫字樓的水冷中央空調在統一調度下悄然上調了出水溫度。樓內埋頭工作的人們幾乎毫無察覺,室溫變化被精準控制在0.6℃以內。就在這“無感”的十幾分鐘里,2.1萬千瓦時的電力被削減,大大緩解了電網壓力。

“作為虛擬電廠的運營商,我們在這次需求響應中獲得了5.88萬元的響應補貼。”深圳恒實盛景科技有限責任公司(以下簡稱“恒實盛景”)常務副總經理宋子鑫說。

這是虛擬電廠最典型的運行場景,沒有廠房、不燒煤、不排煙,卻像一個真正的發電廠一樣,為電網運行“削峰填谷”。

國家發展改革委、國家能源局日前發布的《新型能源體系建設“十五五”規劃》提出,構建靈活彈性的電力負荷生態,加快推進虛擬電廠規模化發展,2030年虛擬電廠調節能力達到5000萬千瓦以上。

國家能源局數據顯示,截至2025年底,全國虛擬電廠項目已達470個,經測試的最大調節能力達到1685萬千瓦,同比增長約70%。

作為電力系統的新業態、新模式,虛擬電廠進入快速發展期。然而,記者在調研中發現,由于用戶參與不積極、技術標準不統一、市場規則不完善等問題,虛擬電廠的實際可調用能力僅能達到最大調節能力的20%—30%。兩者之間的差距,日漸制約著虛擬電廠的發展。

發展勢頭日漸強勁

隨著新能源技術的發展,其間歇性、隨機性、波動性給電力系統的安全穩定調度帶來巨大挑戰。為此,國外學者提出一種設想,即通過現代信息通信和系統集成控制等技術,將分布式電源、可調節負荷、儲能等各類分散資源聚合起來,在協同控制下,讓這些分散資源像傳統發電廠一樣可以靈活調度,以此提高能源供給調配的效率和電網負荷響應的精準性。

在此背景下,1997年,英國經濟學家西蒙·阿韋布赫首次提出“虛擬電廠”的概念。如今,許多國家把虛擬電廠作為電力系統建設中必不可少的一類新型資源納入規劃和運行決策。2016年,虛擬電廠被引入我國新型能源體系框架。

“虛擬電廠并不是真正意義上的發電廠,而是一個線上平臺。”重慶大學電氣工程學院教授方斯頓介紹,與傳統意義上的發電廠不同,虛擬電廠本身不生產電,更像是電的“搬運工”。之所以將其稱為“電廠”,是因為運營商能將分布式資源整合起來,既可以打包資源向電網供電,也可以在電網電力冗余時消納電力。

目前,參與虛擬電廠的運營主體既有電網側企業,也有市場化服務公司。不同主體發揮各自所長,共同推動虛擬電廠發展。

2025年3月,國家發展改革委和國家能源局聯合印發首個針對虛擬電廠的國家層面專項政策《關于加快推進虛擬電廠發展的指導意見》,要求各地結合實際制定虛擬電廠發展方案,加快培育虛擬電廠主體;明確到2027年,全國虛擬電廠調節能力達到2000萬千瓦以上。

深圳這座自帶創新基因的城市,在虛擬電廠建設的探索中走在了全國前列。2022年8月,中國南方電網有限責任公司(以下簡稱“南方電網”)聯合深圳市政府打造全國首家虛擬電廠管理中心;2026年初,全國首個以社區為載體的“虛擬電廠小鎮”示范工程在深圳寶安區正式投運。

深圳虛擬電廠管理中心管理經理李江南介紹,虛擬電廠小鎮現已整合分布式光伏、工商業儲能、智能充電樁和經過數字化改造的用戶側可調節負荷,覆蓋“源、網、荷、儲”全要素。目前,小鎮一期工程已經完工投運,預計2027年三期全部完工后,每年可發出綠電超6000萬千瓦時,年營收將超億元。

作為被聚合的參與主體,虛擬電廠的用戶可以是企業、園區,也可以是居民個人。車網互動(V2G)就是居民參與虛擬電廠的關鍵技術之一。通過該技術,新能源車車主能夠在電價高峰時將汽車電池中存儲的電反向賣給電網,并通過虛擬電廠運營商的統一調度賺取峰谷差價。

2025年夏季,全國首張居民個人V2G結算單在廣州誕生。隨后,全國范圍內的V2G探索廣泛鋪開。2026年7月1日,武漢私人車位家用充電樁V2G反向售電試點正式上線。

近年來,在一系列的政策支持下,我國虛擬電廠的建設規模不斷擴大,工程應用場景快速拓展。數據顯示,2025年,我國虛擬電廠市場規模已突破百億元。截至2026年初,全國已有15個省份發布虛擬電廠參與電力市場實施細則,12個省出臺電力中長期交易配套政策。蓬勃發展的虛擬電廠正在點亮全國版圖。

實際調用能力未達預期

虛擬電廠本質上是把分散的資源聚合起來,再打包賣給需要的人。但在實際調用資源時,用戶響應意愿卻成了虛擬電廠參與交易的最大變數之一。

對于虛擬電廠而言,最大調節能力僅是理論上的“紙面實力”,真正投入“實戰”還要看實際可調用能力。數據顯示,深圳虛擬電廠管理平臺接入容量規模已達510萬千瓦,而實時可調負荷約140萬千瓦。李江南介紹,盡管深圳各家虛擬電廠運營商接入的資源類型豐富,但實際可調用能力僅為接入容量的30%左右。

深圳市和光智慧能源科技有限公司(以下簡稱“和光智慧”)是深圳虛擬電廠小鎮的運營商。和光智慧董事長黃子奇介紹,公司盤活了社區村集體30多萬平方米可利用的屋頂和閑置空地,僅一期樣板工程光伏施工面積就達2.1萬平方米,投放儲能設備18個、充電樁45個、構網型光儲充放一體站1座。當電網需要支撐時,這些由公司投資持有的基礎設施實際可調用能力達100%。這也是小鎮內參與電網調度的核心主力。

“自己的資產好管,別人的資源難調。”黃子奇告訴記者,這其實是行業普遍面臨的痛點——分散的用戶側負荷資源涉及眾多獨立用能主體,想在關鍵時刻統一調度,需要將產權方、用能企業、資產投資方、電網調度乃至地方政府節能降碳要求等多元需求通盤納入調度策略設計,“只有兼顧所有參與方的利益,后期調度時各方才愿意主動配合,實現資源可控可調”。

電力規劃設計總院能源政策與市場研究院院長凡鵬飛認為,虛擬電廠理論最大調節能力與實際可調用能力存在差距,是多重因素共同作用的結果。

“在實際調度場景中,虛擬電廠的調度能力受用戶生產需求、天氣環境情況、用戶參與意愿、電力市場價格信號等多種因素影響,虛擬電廠聚合的各類資源往往無法同時發揮最大調節能力,最終導致兩者存在差距。”凡鵬飛說。

“虛擬電廠調用資源時,還要面臨‘一戶一策略、一地區一方案’的差異化難題。”南方電網科學研究院用電計量所研究員曹望璋介紹,由于每個用戶、每個地區的用電習慣和設備條件都不一樣,因此需要個性化定制調度方案。很多運營商的技術積累和資金實力有限,有的聚合控制平臺不夠成熟,有的缺乏智能化的優化決策工具,因此管理成本高、響應能力有限,進一步擴大了理論調節能力與實際可調用能力之間的差距。

隨著虛擬電廠發展駛入快車道,行業逐漸意識到,聚合資源只是第一步。真正要解決的,是如何讓這些資源“活”起來。

AI等新技術日趨成熟,成為提升虛擬電廠可調用能力的關鍵變量。黃子奇告訴記者,和光智慧已經開始探索依托智慧能源管理平臺,通過AI算法實現對用戶側負荷的動態預測、分類管控與智能優化。

“AI等相關技術降低了技術門檻,使更多中小主體有能力、有底氣參與市場競爭。”曹望璋認為,AI或將是虛擬電廠運營破局的關鍵點之一。通過精準的負荷預測和報價決策,運營商可以在現貨市場中捕捉價差收益,將虛擬電廠從“被動響應”推向“主動交易”。

技術標準尚不統一

虛擬電廠聚合的存量資源類型眾多,由于各種設備來自不同廠商、年代各異,面臨通信協議等技術標準不統一、難以通過指令調度協同運行等難題。

“增強虛擬電廠的實際可調用能力,重點不是去做‘增量’,而是盤活海量的存量資源。”方斯頓道出了這一關鍵問題。

凡鵬飛認為,虛擬電廠可以通過數字化技術聚合海量分散的分布式資源,這一做法的一個顯著優勢就是低成本。虛擬電廠最理想的發展路徑不是大量投入資金去新建發電設施,而是要想辦法打破已有設備容量小、分布散、無法參與電網調度的局限,從而降低投資成本。

“運營商應充分挖掘各類負荷資源的可調用能力,通過加裝低成本通信、計量與控制模塊,推進存量設備的數字化、智能化升級,將潛在資源轉化為可遠程精準調控的有效資源。”凡鵬飛說。

然而對虛擬電廠運營商來說,盤活這部分存量資源并不容易。

黃子奇告訴記者,公司在前期投入了大量研發與技術調試成本,攻克數據格式統一、通信頻次適配、安全加密傳輸等多項技術細節,才實現了從設備數據采集到平臺整合再到調度對接的全鏈條互通。

“存量設備往往在前期終端改造環節投入較大,因此許多運營商對盤活資源望而卻步。”曹望璋認為,宜制定輕量級、開放式的指導性標準,明確數據項等基本交互要求,通過網關一類終端適配存量設備接口,降低設備接入成本。

今年2月,曹望璋參與編制的《虛擬電廠技術導則》正式發布,填補了虛擬電廠全流程技術規范的空白。該導則將于9月1日起正式實施,成為虛擬電廠相關技術標準從碎片化走向系統化的關鍵一步。

“虛擬電廠的標準體系還需持續完善,市場交易、能力評估等關鍵環節的標準也要加快編制落地實施。”凡鵬飛認為,在此基礎上,還要建立完善的虛擬電廠調節能力評估體系,提升虛擬電廠對聚合分布式資源的實時監測與動態調控水平。

此外,業內有關專家還提出,建立健全虛擬電廠的技術標準,一方面要強化技術標準編制的質量管控與工程適配,另一方面還要強化軟硬件產品的標準化應用,推動與國際標準的對接或引領,逐步讓虛擬電廠軟硬件產品走進國際市場。

為進一步推動虛擬電廠學術界和產業界達成共識,多家有關單位先后在中國能源研究會、中國電機工程學會聯合成立了“虛擬電廠專業委員會”和“新型電力負荷與虛擬電廠專業委員會”,共同探索虛擬電廠的可持續發展路徑。

市場機制亟待完善

記者在采訪中了解到,在當前的虛擬電廠運營中,“需求響應補貼占收益大頭”是普遍現狀。

“盡管虛擬電廠的經營主體地位基本得到認可,但其想要靠市場盈利依然困難。”方斯頓分析,運營模式單一、跨省交易存在壁壘是主要原因。

宋子鑫告訴記者,公司在福田中心區獲得的一次響應收益中,需求響應補貼的5.88萬元占了86%,蓄冷價差套利僅占14%。

近年來,恒實盛景陸續將近萬臺空調主機接入平臺,覆蓋上百棟樓宇,業務拓展至廣東、湖南、上海等多地。“在廣東地區,夏季空調需求響應補貼是我們盈利的基本盤,全年超半數收益都靠這部分。”宋子鑫坦言,空調負荷夏旺冬淡、春秋調節空間萎縮是行業的共性痛點。

目前,運營商大多通過需求響應獲取收益,商業模式較為單一。宋子鑫坦言,行業規模化發展還需要政策層面的支持。比如拓寬多元收益渠道,需打通虛擬電廠與碳資產、綠電交易聯動機制,把負荷調節能量轉化為額外收益,進一步降低虛擬電廠對短期削峰補貼的依賴。

“推進虛擬電廠規模化發展的關鍵在于市場機制的完善。”方斯頓告訴記者,各地在虛擬電廠的準入機制、調度規則、結算標準等方面都有自己的一套體系,政策也各不相同。

為下好“全國一盤棋”,今年2月,國務院辦公廳印發《關于完善全國統一電力市場體系的實施意見》,明確到2030年基本建成,到2035年全面建成全國統一電力市場體系的目標。

“這份文件提出要有序推動新型經營主體參與電力市場,其中特別明確在確保安全前提下,推動虛擬電廠等新型經營主體靈活參與電力市場,加快制修訂新型經營主體運行監控、并網運行、雙向計量、信息交互等標準。”凡鵬飛說。

6月18日,全國統一電力市場體系建設取得一項標志性成果——全國首筆輸電權市場化交易成功達成,安徽通過市場交易獲得了“云霄直流”的使用權,利用國家電網到南方電網的送電通道,將超過2100萬度電量送到廣東,填補了跨區送電通道市場化分配的空白。

在這筆交易中,安徽省的亳州益源電力有限責任公司的虛擬電廠也參與其中,貢獻了3.86萬度綠電。這為虛擬電廠開辟了跨省盈利的新賽道,也證明了虛擬電廠在全國統一電力市場中發揮作用的潛力。

按照有關政策規劃,“十五五”期間,虛擬電廠仍有3000多萬千瓦的需求側能力亟待挖掘和建設。目前,上海、深圳等地都出臺了虛擬電廠建設成本補償機制,鼓勵更多社會資本加大投入。

從政策框架到地方實踐,從標準建設到技術更新,虛擬電廠的“四梁八柱”正在搭建。這個“看不見的電廠”的產業生態,正在全國范圍內加速構建起來。

(本報記者劉園園、孫明源對此文亦有貢獻)




責任編輯: 張磊

標簽:虛擬電廠